【CICC獨家】黃曉慶：軍民融合發展雲網端智能化裝備平台

黃曉慶_簡介

國家首批「千人計劃」專家，原移動通信研究院院長，達闥科技有限公司創始人，電子科技大學教授，美國加州大學聖地亞哥分校國際顧問委員會委員。在光接入網系統、流媒體、多業務移動軟交換、移動互聯網和智能終端等領域有著豐富的經驗和獨到見解。開發了世界第一套軟交換系統和世界第一套運營商級流媒體交換及 IPTV 系統。

編者按

為了貫徹習主席在十二屆全國人大四次會議解放軍代表團全體會議上提出的「把軍隊創新納入國家創新體系，大力開展軍民協同創新，探索建立有利於國防科技創新的體制機制，推進軍民融合深度發展」的指示，指揮與控制學會組織了軍民融合科技興軍研討會，邀請鯤海研究院黃曉慶院長做專題報告。

黃曉慶院長自 2012 年與多名國家「千人計劃」專家成立「達葩工作組」后，積極組建「的 DARPA」——鯤海研究院，旨在借鑒美國 DARPA 軍民融合創新經驗，以提升科技自主創新能力為首要目標，聚焦重點產業，通過對接政府資源、產業資源，推動海內外高端科技人才與資本、市場、產業有效結合，形成創新合力，實現由製造到創造的突破，打造具有全球影響力的科技創新平台。他提出的「雲端智能機器人系統」，致力於構建雲網端一體化的新型服務機器人，基於「雲」、「網」、「端」集裝箱式體系架構，實現新一代雲網端智能化作戰裝備平台。

- 指揮與控制學會 -

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隨著大數據、人工智慧技術成為科技發展的潮流趨勢，未來戰爭的形態及其構想正在悄然發生改變。人工智慧技術隨著在軍事機器人、無人機、氣象、偵察、情報、測控等諸多領域中得到越來越廣泛的應用，必將在未來戰爭中起到人所不及的作用。

面對挑戰，我們需要開拓思路，勇於實踐，在大數據、人工智慧、機器人技術等多方面大力發展新一代軍事科技。未來戰爭形態將逐步由「有人為主、無人為輔」，向「有人控制、無人為主」邁進，從而進入「有人為輔、無人自主」高級階段，仿生自主終端、攻防兼備集群將成為新的殺手鐧。最終目標是：將人撤離戰場，讓機器對抗機器。其本質仍是智能對抗智能，只不過唱主角的是機器。

利用人工智慧等新技術，可以在以下三個方面進行深入探索。

一是數據強軍。利用大數據強化軍隊數據作戰能力。將大數據提升到國家戰略層面；加強軍用數據的安全防護和分析處理。以機器學習演算法，優化大數據處理結果；構建「去中心化」的數據中心，避免遭受單點風險；將信息數據的處理推向前線，加強指揮的時效性。

二是智能助軍。利用人工智慧技術輔助戰鬥人員。明確方向——「只有人工智慧可以對抗人工智慧」；利用人工智慧技術，輔助指揮員的現場決策；利用人工智慧技術，提高戰士的作戰效率；確保人工智慧安全，確保最終決定戰場行為的是人而不是人工智慧。

三是機器聯軍。利用機器人以及自動化武器與常規軍隊聯合作戰。大力發展無人自主式設備與軍用機器人技術，實現人機聯合作戰；以自動化、模塊化、安全化的思路構建無人軍隊；針對無人軍隊構建新型自主式集群戰術；加強安全管控技術，確保戰士對機器軍隊的可控。

一、雲端智能機器人

人工智慧與機器人將對新一代軍事技術的發展產生巨大的影響，然而，在機器人領域發展起步晚，與世界頂尖水平還有很大的差距。但大數據、雲計算與物聯網帶來的變革，以及腦科學研究和類人認知計算技術的興起，給新型的「雲端智能機器人」帶來了新的跨越式發展機遇，為我們實現彎道超車 提供了可能。

所謂雲端智能機器人就是：採用雲、端結合的智能機器人架構，「大腦」在雲端進行數據分析，「 身體」在現場執行具體操作，通過移動高速網路「( 神經」)連接，形成為人類服務的智能機器人。

為什麼需要雲端智能機器人？這是因為要做出來一個跟人腦一樣聰明的電子大腦，它會是巨大的，不可能扛在一個機器人的肩上。機器人單體受限於計算和存儲能力，以及電池容量，其人工智慧和學習能力必須由外部機制提供，因此，以雲平台為承載的雲端機器智能就成為一個必然的選擇。

另一方面，從用於機器學習的數據而言，由於機器人單體所能接觸的數據有限，無法完成以大量數據為基礎的機器學習和深度學習。人工智慧的深度學習必須基於大量機器人提供的數據匯聚到雲端，由一個巨大的「機器大腦」來完成，這進一步說明了雲端智能機器人平台的必要性。

雲端智能機器人的意義在於，雲端機器人藉助於網路和雲計算，不僅能夠降低成本，還會幫助機器人提高自學能力、適應能力，推動其更快、更大規模地普及。而這些能力又進一步提高了雲端智能機器人對複雜環境的適應性，在「機器人革命」有望成為「第三次工業革命」的一個切入點和重要增長點，將影響全球製造業格局的大背景下，雲端智能機器人也必將成為機器人未來的發展趨勢。

（一）智能化裝備平台概覽

基於雲端智能機器人技術，我們可以實現如下 的雲網端智能化裝備平台。

雲網端智能化裝備平台由以下三部分構成：

■ 雲端智能指揮系統：通過集裝箱雲端的戰士智能與機器智能相結合，為前端戰鬥裝備提供多種基於雲端的智能服務，包括戰場學習、自主導航、圖像識別、情報分析等；

■ 高速安全網：高帶寬、抗干擾、低延時的海陸空天一體化加密傳輸通道，並接入認知無線電通信能力；

■ 雲端終端控制平台：標準化、智能化、模塊化的無人作戰控制平台模組 RCU，為無人設備與智能裝備提供安全連接功能。

需要指出的是，無論是數據中心，網路平台，還是終端平台，均可通過集裝箱的形式，進行移動式分散式的靈活部署。我們的目標是用「三個集裝箱」實現數據決策的戰役指揮，人機協同的戰術體系，智能安全的戰鬥平台。

（二）移動內聯網架構確保智能化裝備平台的安全性

作為戰場上的決策、作戰輔助系統， 「三個集裝箱」式 的雲網端智能化裝 備平台的安全性至關重要。為了確保整個雲網端系統的端到端安全性，智能化裝備平台將使用移動內聯網雲服務 MCS（Mo⁃bility Intranet Cloud Service）架構。該架構的主要目的是解決移動狀態下機器人或智能設備可能面臨的安全問題。

在 MCS 框架下，一個安全的移動智能體系結構應該包括三個主要部分：

■ 以安全可信雲的形態為機器人以及智能設

備提供雲端智能服務；

■ 以互聯網不可見的獨立通道，為機器人，智

能設備提供高速安全的網路服務；

■ 以可實現操作系統級別隔離的智能設備，將機器人以及智能設備上的安全環境與互聯環境嚴格物理區分，並提供硬體認證。

下面，分別描述在雲網端智能化裝備平台上各個部分是如何基於 MCS 框架提供安全高速可靠的平台服務。

從可用性的角度上看，人工智慧在很長一段時間裡還不能完全取代人：在大部分的場景下，人工智慧可完成處理；而在一些特別場景下，人工智慧暫時無法處理，必須先由人來處理。這就提出了對人機結合的系統的需求。對此，我們的解決方案是一套稱之為「人力增強的機器智能」（Human AugmentedRobotics Intelligence，以下簡稱 HARI）的體系。HARI 集成完整的人工智慧和機器人控制的能力和各種各樣人機交互的機制，如 VR/AR、觸覺反饋、聲音、語音等等。人工智慧不能處理的時候，無縫平滑地切換到人工處理。人工智慧同時從人的處理過程中進一步學習，形成增強型學習和反向增強型學習。從全人工控制，到人機混合控制，最終到完全人工智慧控制，必然是一個逐漸和漫長的過程。HARI的設計具有通用性、可擴展性、高可靠性和安全性。

具體在戰場這一應用場景，基於 HARI，我們能夠提供一個人機協作的智能雲平台。前方作戰人員以智能設備（例如智能頭盔）上的多種感測器將戰場信息傳遞到後台智能雲，人工智慧在作戰輔助人員的監督下，幫助戰士分析戰場，控制無人設備，實現危險提示、攻擊目標識別、人機協同、攻擊目標確認等輔助操作，送達前線戰鬥人員，後台輔助人員與人工智慧多方的完美結合：一人在前線，團隊齊作戰。

從能力上看，對外的服務能力是衡量一個雲平台的重要指標，例如目前谷歌可提供的服務達到 100萬個，其目標是提供 1 億個服務。因此，智能雲平台也需要提供大量的智能軍事服務，以滿足百萬級機器人的需求。

智能雲平台能提供的能力可包括但不限於：

■ 信息分析類：深度學習引擎；情報大數據分析；戰場輔助決策；敵方行動預警；敵方行為模式分析；

■ 自然語言處理類：基於深度學習的語義理解；精準識別用戶的意圖；多意圖解析；情感分析；多國語言翻譯；強大的後台知識庫；

■ 智能視覺類：圖像分類；武器識別；目標檢測；環境理解；距離判斷；

■ 人臉識別：目標人臉識別；目標人臉比對；人臉分析；

■ 智能擴展類：戰場定位；戰場路線選擇；無人設備控制。

（四）高速安全網——智能裝備平台的「神經系統」

為滿足未來無人作戰的海陸空天一體化通信體制，我們需要打造高帶寬、抗干擾、低延時的海陸空天一體化加密傳輸通道，從而奠定無人化作戰的通信基礎，支持雲端決策，無人平台實施，作戰效果遠程檢驗的一體化平台和系統。

該通信網路的構建原則如下：

■ 提供覆蓋範圍廣的安全專網，確保數據傳

輸的安全性；

■戰場上使用認知無線電接入：全新的非常規加密機制；

■目標是將網路傳輸延遲優化到 200 毫秒以內，達到人體神經傳輸水平；

■通過高速穩定的網路，用低廉的網路成本替代高昂的運算成本。

通過軍用安全專網，可以將位於總部、各分戰區、作戰集團的智能雲平台，以及作戰單位進行連接。在前線的作戰單位通過認知無線電等形式連接到安全專網的節點（移動化分散式的節點），經由安全專網的骨幹線路快速的連接到後台作戰集團，戰區以及總部的智能雲平台上，使用其上的智能雲服務。

為了確保整個安全骨幹專網的安全，我們會使用先進的 SDP（軟體定義邊界）的技術框架，以及基於安全區塊鏈的認證技術，防止來自外部的 DDOS等攻擊手段。

（五）安全可擴展——保密與非密雙系統硬體平台

實現 MCS 安全架構的關鍵是雙系統隔離的硬體平台。在新的戰爭形態（例如反恐等）下，對作戰人員的快速響應提出了全新的要求。作戰人員需要能隨時隨地接受到作戰命令，並可快速獲取信息，採取行動。在戰場上，作戰人員也需要能與後端的信息系統保持連接，雲網端智能化裝備平台將基於目前主流高性能移動終端架構，實現安全增強的軍用終端，接入與互聯網隔離的高速安全網，實現民用和軍用數據的安全隔離和管理，以保證終端和網路安全。

具體而言，安全終端平台具備如下特點：

■硬體虛擬化的多 OS 系統：利用移動終端晶元硬體虛擬化技術，從硬體和軟體兩個方面重新設計安全終端架構，實現基於硬體的虛擬化技術的安全終端架構體系，可支持國產操作系統；

■內核防篡改功能：通過創造安全區，實時校驗內核，防止內核被惡意篡改，保證底層內核的安全可靠；

■內置安全強化系統：通過定製的安全引導執行可信任的啟動序列，在每一步載入上檢查是否經過授權，直至系統內核被載入完畢，確保了啟動的安全可靠；

■生物特徵認證：通過多種技術手段來保證終端的安全認證，這些技術手段有指紋、虹膜、聲波識別技術,基於 PIN 和多因子生物識別認證系統，基於RSA 的動態密碼系統等；

■終端控制防信息泄露：通過禁用 USB 介面、藍牙介面、W ifi 等介面，防止用戶直接存取設備數據，防止信息泄露；

■ 硬體加密：安全終端平台使用專用的硬體

存儲晶元，保證各軍事專用系統從應用到數據的完全物理隔離，符合國家標準的數據加密方案。

此外，安全終端還提供硬體可擴展介面，允許作戰單位根據需要定製不同的功能模組，一機多用，靈活擴展。通過設計標準化、智能化、模塊化的安全終端平台，可實現對無人作戰裝備的通用化控制；藉助系統以及智能雲指揮系統，構建完整的雲網端智能化裝備平台。

習主席已為軍民融合創新指出了大方向：要把軍隊創新納入國家創新體系，大力開展軍民協同創新，探索建立有利於國防科技創新的體制機制，推進軍民融合深度發展。為了實現這一目標，我們應該借鑒全球先進的軍民融合機制，建設特有的聯合創新機構，提高科技自主創新能力，形成創新合力，實現由製造到創造的突破。

無論是美軍的第三次抵銷戰略，還是其他國家的下一代軍事科技革命，人工智慧機器人技術都是其中的關鍵推動力。未來的戰爭將逐漸向隱形化、無人化的方向發展。為了應對這一挑戰，我們應該大力研究「雲端智能機器人技術」，實現對相關技術先進國家的彎道超越，並發展雲網端結合的智能化裝備平台，力求成為未來戰爭「遊戲規則」的制定者和改變者。

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